Ths. Trần Hà Lan Thanh_IVFMD Phú Nhuận

Việc lựa chọn phôi chuyển đóng vai trò quan trọng trong công cuộc cải thiện hiệu quả thành công sau điều trị thụ tinh trong ống nghiệm (TTTON). Nuôi cấy phôi trong hệ thống camera quan sát liên tục (TLM) và sử dụng các thông số động học hình thái là một phương pháp đánh giá lựa chọn phôi. Theo báo cáo Corchance (2018) từ 8 nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng, cho thấy lựa chọn phôi bằng thông số động học hình thái từ TLM đưa lại cơ hội tốt hơn cho bệnh nhân để có thai (Armstrong et al., 2018).
 
Các thông số động học hình thái thu nhận từ TLM ngày càng được sử dụng để lựa chọn phôi tiềm năng tốt. Tuy nhiên, việc đánh dấu chú thích các thông số này được thực hiện một cách thủ công bởi các chuyên viên phôi học. Điều này làm mất thời gian và phụ thuộc vào kinh nghiệm của từng người, dẫn đến có thể sai khác đánh dấu thông số giữa trong cùng hoặc khác trung tâm TTTON. Do đó, việc đánh dấu thủ công làm hạn chế việc thu thập nguồn dữ liệu lớn từ TLM, cũng như việc thực hiện các nghiên cứu đa trung tâm về động học phôi. Hơn nữa, các hệ thống TLM khác nhau sẽ góp phần vào việc sai khác về đánh dấu thông số động học. Đánh dấu tự động các thông số động học sẽ giúp cải thiện việc phân tích cơ sở dữ liệu lớn và hạn chế tính chủ quan.
 
Một phần mềm bán tự động Eeva chỉ đánh dấu các thông số động học phân chia ở phôi giai đoạn sớm. Eeva đánh dấu thông số P2 (khoảng thời gian giữa thời điểm phôi 2 tế bào với thời điểm 2 tiền nhân biến mất), P3 (khoảng thời gian giữa thời điểm phôi 2 tế bào với phôi 3 tế bào). Từ đó, phân loại phôi có tiềm năng phát triển thành phôi nang “CAO” (P2: 9.33 ≤ P2 ≤ 11.45 h; P3: 0 ≤ P3 ≤ 1.73 h) và “THẤP”. Eeva giúp cải thiện việc lựa chọn phôi tiềm năng tốt hơn phương pháp đánh giá hình thái bởi chuyên viên phôi học (Conaghan et al., 2013). Vì thế vẫn cần một phần mềm tự động hoàn toàn đánh dấu các thông số động học phát triển của phôi từ giai đoạn hợp tử đến phôi nang.
 
Nghiên cứu đăng trên tạp chí Human Reproduction vào đầu năm 2020, đã báo cáo về một phần mềm đánh dấu tự động các thông số động học của phôi được phát triển thành công, có tên gọi là “Kinetembryo”. Phần mềm tự động phù hợp với đánh dấu chú thích thủ công của chuyên viên phôi học.
 
Nghiên cứu đơn trung tâm này được thực hiện trên 701 video phôi time-lapse từ 584 cặp vợ chồng điều trị TTTON có nuôi cấy phôi với hệ thống TLM. Các phôi được nuôi cấy trong môi trường chuyển tiếp (G1plus và G2plus, Vitrolife) bằng tủ Embryoscope^®. Các hình ảnh phôi được chụp cách mỗi 10 phút với độ phân giải của camera là 1280x1024 pixel. Các video 2D của nguyên quá trình phát triển của mỗi phôi được truy xuất ra từ Embryoscope. Tiêu chuẩn duy nhất nhận vào nghiên cứu là tổng thời lượng của video phải trên 60 giờ.
 
Phần mềm đánh dấu thông số động học tự động được phát triển dựa trên hệ số biến thiên (CV) mức độ màu xám (phát hiện được các thông số thời điểm tiền nhân biến mất – tPNf; phôi đạt 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 tế bào - t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8, t9; phôi dâu - tM, phôi bắt đầu có khoang phôi - tSB) và độ dày của màng trong suốt theo thời gian (đánh dấu được thời điểm phôi nang nở vừa đầy không còn thấy khoảng không quanh noãn- tB, phôi nang nở rộng màng trong suốt mỏng 50%- tEB). Việc phát hiện các thông số động học bằng phần mềm tự động được so sánh với việc phát hiện thủ công bởi hai chuyên viên phôi học có kinh nghiệm. Ở giai đoạn kiểm chứng sử dụng 78 video thuộc trong 701 video xây dựng phần mềm. Hệ số tương quan nội bộ (ICC- intra-class correlation coefficient) được tính toán để mô tả mức độ đánh dấu giống nhau giữa 2 phương pháp trên 701 video (được gọi là ICC tổng thể). ICC chỉ được tính dựa vào 600 video chất lượng tốt với đầy đủ sự phân chia phát triển phôi thông thường (đã loại trừ các video thể hiện sự phân chia hỗn loạn,  video chỉ được bắt đầu từ giai đoạn phôi phân chia, hay video của phôi có độ phân mảnh cao).
 
Kết quả chính thu nhận được là:
Mức độ tương quan tổng thể cao giữa phần mềm Kinetembryo và phương pháp thủ công bởi chuyên viên phôi học đánh dấu động học hình thái phát triển của phôi từ khi thụ tinh đến giai đoạn phôi nang nở rộng (với giá trị tương quan là r² = 0,92). Qua đó, cho thấy Kinetembryo đạt được độ nhạy cao. Tổng thời gian xử lý đánh dấu tự động của Kinetembryo là 20 phút và không cần bất kỳ sự can thiệp hỗ trợ nào từ chuyên viên phôi học.
 
Đánh giá ICC giữa Kinetembryo và phương pháp thủ công ở từng thông số động học: Với tPNf thì có tương quan tổng thể thấp (ICC=0,445) nhưng lại thể hiện ICC tốt trên 600 video tốt nhất (ICC=0,758). Kinetembryo phát hiện được t2, t3, t4, tM ở hầu hết các video (với tỉ lệ tương ứng là 90,2%, 85%, 77,2%, 82,6%). Các thông số t2, t3, t4, t5, t8, t9, tM đều có ICC tổng thể và ICC trên 600 video thấp hơn 0,75, điều này cho thấy độ tương quan ở mức thấp hoặc chấp nhận được giữa 2 phương pháp. Còn ở tSB, tB, tEB thấy được độ tương quan cao giữa 2 phương pháp với ICC trên 600 video tương ứng là 0,784; 0,891; 0,825.
 
Mặc dù có một số khác biệt được tìm thấy khi phân tích từng thông số động học riêng lẻ, nhưng mức độ tương quan tổng thể cao giữa phần mềm và phương pháp thủ công. Cần có các thử nghiệm đánh giá phần mềm này ở đa trung tâm khác để kiểm chứng hiệu quả tổng thể đánh dấu tự động. Nếu có được quyền truy cập xuất các video 3D sẽ nâng cao giá trị hệ số tương quan của phần mềm. Một hạn chế kỹ thuật là giới hạn thời lượng của video đưa vào phần mềm. Video chứa càng nhiều giai đoạn phát triển của phôi, thì càng có nhiều thông tin để xác định các thông số động học một cách chính xác.
Như vậy, phần mềm tự động này sẽ mở đường cho việc phân tích lượng lớn cơ sở dữ liệu động học hình thái phôi của đa trung tâm TTTON.
 
Nguồn: Development of automated annotation software for human embryo morphokinetics, Human Reproduction, 2020, doi:10.1093/humrep/deaa001

Từ khóa: tự động, động học hình thái, time-lapse, phần mềm máy tính, phát triển phôi